河北省高考物理考前一周 回归教材十一

1．对于某单色光，玻璃的折射率比水的大，则此单色光在玻璃中传播时( )
A ．其速度比在水中的大，其波长比在水中的长
B ．其速度比在水中的大，其波长比在水中的短
C ．其速度比在水中的小，其波长比在水中的短
D ．其速度比在水中的小，其波长比在水中的长
解析：选C.由光在介质中的波速与折射率的关系式v
＝
c n
可知，n 玻>n 水，所以v 玻<v 水，光的频率与介质无关，只由光源决定，即光在玻璃及水中传播时ν不变，据v ＝λν，知λ玻<λ水．
2．一束复色光由空气射向玻璃，发生折射而分为a 、b 两束单色光，其传播方向如图14－2－17所示．设玻璃对a 、b 的折射率分别为n a 和n b ，a 、b 在玻璃中的传播速度分别为v a 和v b ，则( ) 图14－2－17
A ．n a >n b
B ．n a <n b
C ．v a >v b
D ．v a <v b
解析：选AD.由图可知a 光偏折程度大于b 光，则n a >n b ，又v ＝c n
，v a <v b ，所以A 、D 选项正确．
3．光导纤维的结构如图14－2－18所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播．以下关于光导纤维的说法正确的是( )
图14－2－18
A ．内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射
B ．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射
C ．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生折射
D ．内芯的折射率与外套的相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用
解析：选A.光导纤维内芯的折射率比外套大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射，从而使载有声音、图象以及各种数字信号的激光在光纤中远距离传递．故只有A 正确．
4．如图14－2－19所示，在水面下同一深度并排紧
挨着放置分别能发出红光、黄光、蓝光和紫光的四个灯泡，
一人站在这四盏灯正上方离水面有一定距离处观察，他感
觉离水面最近的那盏灯发出的光是( )
A ．红光
B ．黄光
C ．蓝光
D ．紫光 解析：选D.从空气中观察灯泡时，灯泡P 发出
的光经水面折射后进入观察者的眼睛，折射光线的延
长线交于P′点，P′就是灯P 的虚像，P′的位置比
图14－2－19
实际位置P 离水面的距离要近些，如图所示．
当入射角β较小时，P′的位置在P 的正上方，有：
sin α=d h 2＋d 2，sin β=d H 2＋d
2，n=sin αsin β＝ H 2＋d 2
h 2＋d 2， 竖直向下看时，d 接近于零，故n ＝H h ，即：h ＝1n
H ， 因紫光的折射率最大，故紫光的视深最小．
5．如图14－2－20所示，一个大游泳池，池底是
水平面，池中水深1.2 m ，有一直杆竖直立于池底，浸
入水中部分BC 恰为杆长AC 的1/2.太阳光以与水平方向
成37°角射在水面上，测得杆在池底的影长是2.5 m ．求
水的折射率．(sin 37°＝0.6，cos37°＝0.8)
解析：作出光路图如右图所示，由图可知：
s=hcot37°=1.2×43
m =1.6 m 因为s+s′=2.5 m，所以 s′=2.5 m -1.6 m=0.9 m
又tanr=s ′h ＝34
，所以r=37° 所以n=sin i sin r ＝sin53°sin37°＝0.80.6
≈1.33. 答案：1.33
6．现有a 、b 、c 三束单色光，其波长关系为λa >λb >λc .用b 光束照射某种金属时，恰能发生光电效应．若分别用a 光束和c 光束照射该金属，则可以判定( )
A ．a 光束照射时，不能发生光电效应
B ．c 光束照射时，不能发生光电效应
C ．a 光束照射时，释放出的光电子数目最多
D ．c 光束照射时，释放出的光电子的最大初动能最小
解析：选A.由a 、b 、c 三束单色光的波长关系λa >λb >λc 得其频率关系为νa <νb <νc ，b 光束恰能使金属发生光电效应，c 光束频率比b 高，a 光束频率比b 低，故c 光束能使金属发生光电效应，a 光束不能使金属发生光电效应，A 选项正确，B 选项和C 选项错误．由光电效应方程hν＝W ＋E k 可知，c 光束频率最高，其照射金属释放出的光电子的最大初动能最大，故D 选项错．
7．下列有关光的波粒二象性的说法中，正确的是( )
A ．有的光是波，有的光是粒子
B ．光子与电子是同样的一种粒子
C ．光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著
D ．大量光子的行为往往显示出粒子性
解析：选C.一切光都具有波粒二象性，光的有些行为(如干涉、衍射)表现出波动性，光的有些行为(如光电效应)表现出粒子性，所以，不能说有的光是波，有的光是粒子．
虽然光子与电子都是微观粒子，都具有波粒二象性，但电子是实物粒子，有静止质量、光子不是实物粒子，没有静止质量，电子是以实物形式存在的物质，光子是以场形式存在的物质，所以，不能说光子与电子是同样一种粒子．
光的波粒二象性的理论和实验表明，大量光子的行为表现出波动性，个别光子的行为表现出粒子性．光的波长越长，衍射性越好，即波动性越显著，光的波长越短，其光子能量越大，个别或少数光子的作用就足以引起光接收装置的反应，所以其粒子性就很显著．故选项C 正确，A 、B 、D 错误．
8．一束复色光以入射角i 从玻璃界面MN 射向空气时分成
图14－2－20
a 、
b 、
c 三束光，如图15－1－3所示，则( )
A ．在玻璃中a 光速度最大
B ．c 光的光子能量最大
C ．用b 光照射某金属时恰好能发生光电效应，则用a 光照射该金属也一定能发生光电效应
D ．若逐渐增大入射角i ，c 光在空气中将首先消失
解析：选ABD.一束复色光以入射角i 从玻璃界面MN 射向空气时分成a 、b 、c 三束光，由题图可知，a 、b 、c 三束光的频率大小关系是νa <νb <νc ，所以在玻璃中a 光速度最大，c 光的频率、光子能量最大．若用b 光照射某金属时恰好能发生光电效应，则用a 光照射该金属时一定不能发生光电效应．若逐渐增大入射角i ，c 光的临界角最小，则在空气中将首先消失，故选项A 、B 、D 是正确的．
9．如图15－1－4所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率
的变化图线，普朗克常量h ＝6.63×10－34 J·s，由图可知(
)
图15－1－4
A ．该金属的极限频率为4.27×1014
Hz
B ．该金属的极限频率为5.5×1014 Hz
C ．该图线的斜率表示普朗克常量
D ．该金属的逸出功为0.5 eV
解析：选AC.由光电效应方程E km ＝hν－W 知图线与横轴交点为金属的极限频率，即ν0
＝4.27×1014 Hz ，A 对，B 错；该图线的斜率为普朗克常量，C 对；金属的逸出功W ＝hν0＝
6.63×10－34×4.27×1014/1.6×10－19≈1.8(ev)，D 错．
10．用波长为4×10－7 m 的紫光照射某金属，发出的光电子垂直进入3×10－4 T 的匀强磁
场中，光电子所形成的圆轨道的最大半径为1.2 cm.(电子电荷量e ＝1.6×10－19 C ，其质量m
＝0.91×10－30 kg)求：
(1)紫光光子的能量；
(2)光电子的最大初动能；
(3)该金属发生光电效应的极限频率．
解析：(1)光子的能量E ＝hν＝h c λ＝6.63×10－34×3×1084×10－7 J≈4.97×10－19 J. (2)光电子进入磁场后，受到的洛伦兹力等于做匀速圆周运动的向心力，则由qvB ＝m v 2r ，得v ＝qBr m
， 光电子的最大初动能
E km ＝12mv m 2＝q 2B 2r m 22m
＝(1.6×10－19×3×10－4×1.2×10－2)22×0.91×10
－30 J ≈1.82×10－19 J.
(3)金属的极限频率满足W ＝hν0
由爱因斯坦光电效应方程：
E km ＝hν－W ＝hν－hν0
图15－1－3
ν0＝hν－E km h ＝4.97×10－19－1.82×10－19
6.63×10
－34 Hz ≈4.75×1014
Hz.
答案：(1)4.97×10－19 J (2)1.82×10－19 J (3)4.75×1014 Hz。